被动式建筑屋面施工技术研究与应用分析

发表时间:2020/6/29   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:孙钦前 韩志丰
[导读] 摘要:被动式屋面能解决我国城镇化进程中供暖和制冷引起的能源消耗、环境污染等问题,能推动建筑业的节能发展,能提高建筑施工质量水平。
        天元建设集团有限公司  山东临沂  276000
        摘要:被动式屋面能解决我国城镇化进程中供暖和制冷引起的能源消耗、环境污染等问题,能推动建筑业的节能发展,能提高建筑施工质量水平。被动式建筑依靠建筑自身的布局、材料、做法等,就能满足人们冬暖夏凉居住的舒适度水平要求,能大大减少居住时能源消耗产生的费用。所以说被动式建筑不仅仅是建筑节能发展的必然趋势,而且是建筑发展的必然趋势。
        关键词:被动式建筑;屋面施工;技术;研究与;分析
        一、前言
        建筑节能对节约能源和国家的可持续发展起到至关重要的作用,是实现国家能源安全的重要组成部分之一。自2009年起,在住建部建筑节能与科技司的指导下,住房和城乡建设部科技与产业化促进中心与德国能源署在中国推广建设“被动式低能耗建筑”,2011年进一步确定了发展被动式低能耗建筑以最大限度地降低建筑用能需求的合作重点。经过几年的实践证明,在中国现有现有条件下推广被动式低能耗建筑,居住环境是有改善的,建筑能耗降低是显著的,技术上是可行的,施工环境是环保的。这种建筑在减少建筑使用能耗的同时能显著提高室环境居住舒适度。被动式建筑是将自然通风、自然采光、太阳能辐射和室内非供暖热源结合的各种被动式节能手段与建筑围护结构高效节能技术相结合而成的低能耗建筑,主要在地基、墙体、门窗、屋面等方面做出了处理。屋面是被动式建筑的重要组成和研究部分,它的成功推广有助于人们生活水平的提高。
        二、国内被动式建筑研究概述
        中国在被动式超低能耗建筑方面仔细分析了我国现有被动式超低能耗建筑试点项目,经济发展水平适宜,产业条件、建筑特点、居住习惯的同时吸收率国外先进的建筑节能理论观点和相应技术,并结合中国特色进行了调整,科学制定了我国被动式超低能耗建筑节能指标体系。该系统以控制性能需求为核心评价标准,介绍了相应指标的技术和实践。超低能耗建筑的被动定义在我国被称为被动超低能耗建筑,是指通过围护结构进行保温保温的建筑。充分利用自然通风、自然采光、太阳辐射和室内被动技术,最大限度地提高室内环境的舒适性和建筑与自然的和谐共存[1]。
        三、被动式建筑节能分析
        在建筑运行过程中的节能方式主要分为主动式节能和被动式节能两种。主动式节能是指建筑在运行过程中通过对能耗设备实施节能改造,实现对非常规能源进行采集和储存,并组合成完善的强制能源系统,以此取代常规能源的使用。常见的主动式节能措施是将室内空间与自然相隔离,再用高效节能的空调设备创造宜人的环境。主动式节能具有两个方面的缺点,一方面是投资费用高,技术维护管理难度大;另一方面是对常规能源的需求量较大。
        被动式节能是采用非机械式的手段,不依赖于建筑设备,直接利用阳光、风力、气温、湿度、地形、植物等现场自然气候条件,完全通过建筑自身的场地、空间、形式、材料以及构件的设计等辅以空调设备间歇运行来实现降低建筑能耗,达到舒适与节能的技术。被动式节能技术是相对于主动式而言的,其核心主要在于设计理念注重吸收自然能量,同时减少建筑本身的采暖、空调、照明等能耗,并通过热冷回收装置将室内废气中的热冷量回收,让建筑内的温度与空气不受地区、气候影响,最终实现低能耗、低排放,从而达到节能的目的。建筑被动式节能,是一条低成本高回报的节能环保之路[2]。


        四、被动式屋面与传统屋面工艺相比的优势分析
        首先,相比传统屋面采用自粘式防水施工节约了施工工期,更加符合环保施工要求;其次,采用新型卷材防水材料做隔汽层施工能起到隔汽层的效果也能作为防水层使用,卷材上附加铝膜能延长隔汽层的使用寿命。多遍防水工序保证了屋面防水性能,减少后期屋面渗水维修;第三,保温层使用两层保温板比传统屋面保温层保温效果更好,可以达到冬暖夏凉的效果,有利于提高人们居住环境。
        五、被动式建筑屋面的关键技术分析
        1、被动式建筑屋面保温系统的关键技术
        高效保温系统包括外壁、屋顶、地下室外壁、洒水屋顶、排气管保温等,外墙保温主要采用模式聚苯板,屋面不仅作为保温层,而且防潮层也增加,通常采用防水性能和耐压强度好的材料。同时,屋面防水隔热延伸到女孩墙顶部,增加了特殊结构的金属罩板,使保温系统不再有雨水进入。沙砾和砂砾一般用于散乱的水中。排气管、风道保温至顶部,保温、防水应通过地板部加强,保温、隔音层向室内外包,避免各种热损失。
        2、被动式建筑屋面中太阳热能的被动节能技术分析
        太阳能与被动式建筑屋面一体化是未来太阳能技术发展的方向,现阶段主要有两种体现形式:一是光热建筑一体化,即在建筑上安装太阳能集热系统,将太阳能转化为热能再加以利用;二是光伏建筑一体化,即将太阳能光伏产品集成到建筑上,充分利用建筑外表面,安装多种光伏发电产品,所产生的电能或供自身使用或并网输送[3]。
        光热建筑一体化,在建筑被动节能中的应用主要指太阳能集热系统,其通常是由太阳能集热器、蓄热设备、循环管路等主要设备部件组成。太阳能集热系统主要应用于生活热水系统、供暖系统、空调热水系统等,通过与热泵系统结合使用,利用太阳能热水装置产生的热能推动热泵工作,从而利用更多可再生能源进行加热或制冷,不仅可以为供暖系统或冬季空调系统提供热源,也可以在夏季为空调系统提供冷源。
        光伏建筑一体化,主要是指太阳能光伏发电。利用太阳能电池将太阳能转化为电能,整套系统由太阳能电池组、太阳能控制器以及蓄电池组等设备部件组成。太阳能光伏电池板可以作为建筑外墙表面材料与建筑设计结合,敷设在外墙面、屋面,或是作为外遮阳、天窗。当太阳能电池板的铺设面积足够大,太阳能发电装置可以为被动建筑提供其正常运转所需全部电能。
        六、总结
        解决了现有屋面施工复杂而且整体结构防水、保温效果较差的问题,一定程度上解决顶层房间夏季制冷能耗高、冬季制热能耗高的问题,达到建筑节能效果,幷节省顶层居民的生活成本,积极响应了我国关于绿色建筑、节能建筑的国策。通过不断改进施工工艺,推进了整个建筑行业转向绿色能源、资源和可持续发展进程,展现了集团在建筑节能、绿色建筑和新型城镇化应有之义下蓬勃发展的信心与坚实的企业实力,提高了施工工作效率,减少了质量隐患,保证了施工质量,赢得了业界的良好口碑。
        参考文献:
        [1]徐伟、孙德宇.中国被动式超低能耗建筑能耗指标研究[J].实践探索,2015-2;
        [2]陈小净、原瑞、曾白卉、李冉.被动式超低能耗建筑关键技术与案例分析.建筑热能通风空调[J],2016-5-0973-3;
        [3]龚红卫,被动式超低能耗建筑检测技术研究[J].建筑科学,2017-12-0118。
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